Raspberry pi で環境計測構築

DHT11を使って温度湿度計測を行ったのだけど結局、計測値が暴れているのでもうちょと精度の良いBME280を使って計測してみた。
![image.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/274715/ec149669-902e-1b00-5e64-bedc3025f40c.png)
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配線も簡単で

| PIN sensor |      |                      | Raspi Pin|
|:-----------|-----:|:--------------------:|:--------:|
| Vin        |   5v |    電源 +5V or +3V   |    1     |
| GND        |  GND |    電源　GND         |    9     |
| SDA        |  SDA |    シリアルデータ    |    3     |
| SCL        |  SCL |    シリアルクロック  |    5     |

![image.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/274715/0538bab6-e543-9277-c3b8-61372bba0c92.png)

I2Cの準備として
![image.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/274715/5435aa2a-32f4-96f8-e383-ab67bf63e906.png)

76番地の接続チック

```
# sudo i2cdetect -y 1
     0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f
00:          -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
60: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
70: -- -- -- -- -- -- 76 --                         
```
76と表示されれば配線OK
ライブラリーの準備

```
# sudo apt install -y python-smbus
# sudo pip install smbus2
```

テストプログラム

```BME280.py
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

import smbus2 as smbus
import time
import datetime

i2c_address = 0x76
bus_number  = 1
bus = smbus.SMBus(bus_number)
digT = []
digP = []
digH = []

def get_calib_param():
    calib = []
     
    for i in range (0x88,0x88+24):
        calib.append(bus.read_byte_data(i2c_address,i))
    calib.append(bus.read_byte_data(i2c_address,0xA1))
    for i in range (0xE1,0xE1+7):
         calib.append(bus.read_byte_data(i2c_address,i))

    digT.append((calib[1] << 8) | calib[0])
    digT.append((calib[3] << 8) | calib[2])
    digT.append((calib[5] << 8) | calib[4])
    digP.append((calib[7] << 8) | calib[6])
    digP.append((calib[9] << 8) | calib[8])
    digP.append((calib[11]<< 8) | calib[10])
    digP.append((calib[13]<< 8) | calib[12])
    digP.append((calib[15]<< 8) | calib[14])
    digP.append((calib[17]<< 8) | calib[16])
    digP.append((calib[19]<< 8) | calib[18])
    digP.append((calib[21]<< 8) | calib[20])
    digP.append((calib[23]<< 8) | calib[22])
    digH.append( calib[24] )
    digH.append((calib[26]<< 8) | calib[25])
    digH.append( calib[27] )
    digH.append((calib[28]<< 4) | (0x0F & calib[29]))
    digH.append((calib[30]<< 4) | ((calib[29] >> 4) & 0x0F))
    digH.append( calib[31] )

    for i in range(1,2):
         if digT[i] & 0x8000: digT[i] = (-digT[i] ^ 0xFFFF) + 1

    for i in range(1,8):
         if digP[i] & 0x8000: digP[i] = (-digP[i] ^ 0xFFFF) + 1

    for i in range(0,6):
        if digH[i] & 0x8000: digH[i] = (-digH[i] ^ 0xFFFF) + 1  

def  get_data_bme280():
    setup()
    get_calib_param()
    data = []
    for i in range (0xF7, 0xF7+8):
        data.append(bus.read_byte_data(i2c_address,i))
    pres_raw = (data[0] << 12) | (data[1] << 4) | (data[2] >> 4)
    temp_raw = (data[3] << 12) | (data[4] << 4) | (data[5] >> 4)
    hum_raw  = (data[6] << 8)  |  data[7]
     
    temp, t_fine = get_temp(temp_raw)
    pressure = get_pressure(pres_raw,  t_fine )
    humid = get_humid(hum_raw,  t_fine )

    return temp, humid, pressure
    
def get_pressure(adc_P,  t_fine ):
    pressure = 0.0
    
    v1 = (t_fine / 2.0) - 64000.0
    v2 = (((v1 / 4.0) * (v1 / 4.0)) / 2048) * digP[5]
    v2 = v2 + ((v1 * digP[4]) * 2.0)
    v2 = (v2 / 4.0) + (digP[3] * 65536.0)
    v1 = (((digP[2] * (((v1 / 4.0) * (v1 / 4.0)) / 8192)) / 8)  + ((digP[1] * v1) / 2.0)) / 262144
    v1 = ((32768 + v1) * digP[0]) / 32768
     
    if v1 == 0: return 0
    pressure = ((1048576 - adc_P) - (v2 / 4096)) * 3125
    if pressure < 0x80000000: pressure = (pressure * 2.0) / v1
    else: pressure = (pressure / v1) * 2
    v1 = (digP[8] * (((pressure / 8.0) * (pressure / 8.0)) / 8192.0)) / 4096
    v2 = ((pressure / 4.0) * digP[7]) / 8192.0
    pressure = pressure + ((v1 + v2 + digP[6]) / 16.0)  
    return pressure/100

def get_temp(adc_T):
    t_fine = 0.0
    v1 = (adc_T / 16384.0 - digT[0] / 1024.0) * digT[1]
    v2 = (adc_T / 131072.0 - digT[0] / 8192.0) * (adc_T / 131072.0 - digT[0] / 8192.0) * digT[2]
    t_fine = v1 + v2
    return t_fine / 5120.0,  t_fine 

def get_humid(adc_H,  t_fine ):
    var_h =   t_fine  - 76800.0
    if var_h != 0:
         var_h = (adc_H - (digH[3] * 64.0 + digH[4]/16384.0 * var_h)) * (digH[1] / 65536.0 * (1.0 + digH[5] / 67108864.0 * var_h * (1.0 + digH[2] / 67108864.0 * var_h)))
    else:
         return 0
    var_h = var_h * (1.0 - digH[0] * var_h / 524288.0)
    if var_h > 100.0:
         var_h = 100.0
    elif var_h < 0.0:
         var_h = 0.0
         
    return var_h

def setup():
    osrs_t = 1                #Temperature oversampling x 1
    osrs_p = 1                #Pressure oversampling x 1
    osrs_h = 1                #Humidity oversampling x 1
    mode   = 3                #Normal mode
    t_sb   = 5                #Tstandby 1000ms
    filter = 0                #Filter off
    spi3w_en = 0              #3-wire SPI Disable

    ctrl_meas_reg = (osrs_t << 5) | (osrs_p << 2) | mode
    config_reg    = (t_sb << 5) | (filter << 2) | spi3w_en
    ctrl_hum_reg  = osrs_h
    bus.write_byte_data(i2c_address, 0xF2,ctrl_hum_reg)
    bus.write_byte_data(i2c_address, 0xF4,ctrl_meas_reg)
    bus.write_byte_data(i2c_address, 0xF5,config_reg)

def main():
    temp, humid, pressure = get_data_bme280()
    print(str(datetime.datetime.now().strftime('%Y/%m/%d %H:%M:%S')),end="")
    print(" 温度:%7.2f℃"%temp,end="")
    print(" 湿度:%7.2f％"%humid,end="")
    print(" 気圧:%7.2fhPa"%pressure)
    
if __name__ == '__main__':
    for i in range(100):
        main()
        time.sleep(1)
```
出力結果

```
# python BME280.py
2019/07/01 16:47:15 温度:  27.54℃ 湿度:  59.19％ 気圧: 999.74hPa
2019/07/01 16:47:16 温度:  27.53℃ 湿度:  59.18％ 気圧: 992.90hPa
2019/07/01 16:47:18 温度:  27.54℃ 湿度:  59.18％ 気圧: 999.74hPa
2019/07/01 16:47:19 温度:  27.54℃ 湿度:  59.18％ 気圧: 992.63hPa
2019/07/01 16:47:20 温度:  27.54℃ 湿度:  59.18％ 気圧: 999.76hPa
2019/07/01 16:47:21 温度:  27.54℃ 湿度:  59.14％ 気圧: 992.69hPa
2019/07/01 16:47:22 温度:  27.54℃ 湿度:  59.12％ 気圧: 999.79hPa
2019/07/01 16:47:23 温度:  27.53℃ 湿度:  59.13％ 気圧: 992.90hPa
2019/07/01 16:47:24 温度:  27.54℃ 湿度:  59.12％ 気圧: 999.76hPa
2019/07/01 16:47:25 温度:  27.53℃ 湿度:  59.13％ 気圧: 992.93hPa
2019/07/01 16:47:26 温度:  27.54℃ 湿度:  59.11％ 気圧: 999.68hPa
2019/07/01 16:47:27 温度:  27.54℃ 湿度:  59.13％ 気圧: 992.63hPa
2019/07/01 16:47:28 温度:  27.53℃ 湿度:  59.12％ 気圧: 999.72hPa
2019/07/01 16:47:29 温度:  27.53℃ 湿度:  59.11％ 気圧: 993.14hPa
2019/07/01 16:47:30 温度:  27.53℃ 湿度:  59.11％ 気圧: 999.72hPa
2019/07/01 16:47:31 温度:  27.54℃ 湿度:  59.09％ 気圧: 992.63hPa
2019/07/01 16:47:32 温度:  27.54℃ 湿度:  59.09％ 気圧: 999.71hPa
2019/07/01 16:47:33 温度:  27.53℃ 湿度:  59.08％ 気圧: 993.23hPa
2019/07/01 16:47:34 温度:  27.53℃ 湿度:  59.09％ 気圧: 999.72hPa
2019/07/01 16:47:35 温度:  27.54℃ 湿度:  59.09％ 気圧: 992.69hPa
2019/07/01 16:47:36 温度:  27.54℃ 湿度:  59.11％ 気圧: 999.74hPa
2019/07/01 16:47:37 温度:  27.54℃ 湿度:  59.10％ 気圧: 992.63hPa
```
[Download Source file](https://github.com/yutakahirata/BME280withRaspberryPi.git)